Нарисуйте и объясните структуру современной экологии.

Блок

Нарисуйте и объясните структуру современной экологии.

Современная экология представляет собой комплекс научных дисциплин. Базовой является общая экология, изучающая основные закономерности взаимоотношений организмов и условий среды. Теоретическая экология исследует общие закономерности организации жизни, в том числе в связи с антропогенным воздействием на природные системы. Прикладная экология изучает механизмы разрушения биосферы человеком и способы предотвращения этого процесса, а также разрабатывает принципы рационального использования природных ресурсов. Прикладная экология базируется на системе законов правил и принципов теоретической экологии. Из прикладной экологии выделяются следующие научные направления. Экология биосферы, изучающая глобальные изменения, происходящие на нашей планете в результате воздействия хозяйственной деятельности человека на природные явления.

Промышленная экология, изучающая влияние выбросов предприятий на окружающую среду и возможности уменьшения этого влияния путем совершенствования технологий и очистных сооружений. Сельскохозяйственная экология, изучающая способы получения сельскохозяйственной продукции без истощения ресурсов почвы при сохранении окружающей среды. Медицинская экология, изучающая болезни человека, связанные с загрязнением окружающей среды. Геоэкология, изучающая строение и механизмы функционирования биосферы, связь и взаимосвязь биосферных и геологических процессов, роль живого вещества в энергетике и эволюции биосферы, участие геологических факторов в возникновении и эволюции жизни на Земле. Математическая экология моделирует экологические процессы, т.е. изменения в природе, которые могут произойти при изменении экологических условий. Экономическая экология разрабатывает экономические механизмы рационального природопользования и охраны окружающей среды. Юридическая экология разрабатывает систему законов, направленных на защиту природы.

2. Графически представьте и объясните фазы действия экологического стресса на живые организмы. СТРЕСС ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ

нарушение внутренней структуры популяции, уменьшающее плодовитость особей, увеличивающее смертность и т. д. Наступает в результате увеличения частоты контактов между особями. Экологический стресс является ответной реакцией организма или системы организмов на резкие изменения факторов окружающей среды. Экологический стресс ведет к возрастанию степени риска различных соматических заболеваний и к поведенческим расстройствам. Например, в популяциях лемингов перенаселение, возникающее один раз в 3—4 года, приводит к специфическому синдрому, проявляющемуся в безостановочных миграциях животных к морскому побережью и, в конечном итоге, к их гибели в море. Специалисты Всемирной организации здравоохранения констатировали стрессовые ситуации и среди человеческих популяций, у которых они обусловливаются двумя противоположными факторами: оторванностью индивидуума от родных мест и качеством функционирования семьи.

3. Какие показатели используются для характеристики продуктивности экосистемы? Объясните их значение.

Экосистема, или экологическая система (от греч. οἶκος — жилище, местопребывание и σύστημα) —биологическая система, состоящая из сообщества живых организмов (биоценоз), среды их обитания (биотоп), системы связей, осуществляющей обмен веществом и энергией между ними. Для характеристики продуктивности экосистем используют следующие понятия: Первичная продукция сообщества (или первичная биологическая продукция) — образование биомассы продуцентами без исключения энергии, затраченной на дыхание за единицу времени на единицу площади. Первичная продукция разделяется на валовую первичную продукцию (продукцию фотосинтеза без затрат на дыхание) и чистую первичную продукцию (разница между валовой первичной продукцией и затратами на дыхание).

Чистая продуктивость сообщества — скорость накопления органического вещества, не потребляемого гетеротрофами, вычисляется за вегетационный период либо за год. В более зрелых экосистемах значение чистой продуктивости сообщества стремится к нулю (см. концепцию климаксных сообществ). Вторичная продуктивность сообщества — скорость накопления энергии на уровне консументов. Продукция и биомасса экосистем - это не только ресурс, используемый в пищу или в качестве различных видов сырья (техническое, топливо и т. п.). От этих показателей в прямой зависимости находится средообразующая и средостабилизирующая роль экосистем. Так, с про­дуктивностью растений и их сообществ тесно связана интенсивность поглощения углекислого газа и выделения кислорода.

4. Виды взаимоотношений между живыми организмами в биоценозах (таблица). Между организмами в биоценозах возникают разнообразные межвидовые взаимоотношения. Согласно классификации известного отечественного зоолога В.Н.Беклемишева, существует четыре типа биотических взаимоотношений в сообществах. 1. Трофические связи - пищевые связи, при которых один вид питается другим: либо живыми особями, либо их мертвыми остатками, либо продуктами жизнедеятельности. Животные по типу питания делятся на несколько экологических групп: хищники, или зоофаги (питаются животной пищей); сапрофаги (питаются гниющими веществами); некрофаги (питаются трупами животных); копрофаги (питаются экскрементами); фитофаги (питаются растительной пищей). Среди фитофагов выделяют филлофагов (питаются листьями), карпофагов (питаются плодами), ксилофагов (питаются древесиной), ризофагов (питаются корнями). По степени избирательности пищевых объектов выделяют три группы организмов: 1) монофаги - одноядные, 2)олигофаги - ограниченноядные, 3) полифаги - многоядные.

2. Топические связи - взаимоотношения, связанные с местообитанием. Например, конкуренция за место питания, размножения, гнездостроительства. 3. Форические связи - взаимоотношения, связанные с участием одного вида в распространении другого (от слова форезия - перенос одними животными других). Например, рыбы-прилипалы прикрепляются к акулам или черепахам и используют их в качестве "транспорта". Гамазовые клещи часто используют подобным образом различных насекомых. Семена многих растений переносятся различными животными. 4. Фабрические связи - взаимоотношения, при которых один вид использует для своих сооружений другие организмы или их остатки. Птицы используют для строительства гнезд различные растения, пух, шерсть и другой строительный материал биологического происхождения. Согласно другой классификации, между организмами в биоценозах возможны шесть основных типов экологических взаимоотношений (для каждого типа взаимоотношений даются соответствующие обозначения):

1) мутуализм - взаимовыгодные отношения между видами (+; +). Примеры мутуалистических, или симбиотических, взаимоотношений:

- лишайники (симбиоз грибов и водорослей; грибы получают питательные вещества, водоросли - воду и минеральные вещества);

- энтомофильные растения - насекомые-опылители;

- кишечные эндосимбионты (бактерии, простейшие) - животные-хозяева (жвачные млекопитающие, термиты);

- бобовые растения - клубеньковые бактерии (азот -фиксаторы);

- деревья - грибы;

2) комменсализм - одностороннее использование одним видом другого без вреда для последнего (+; 0). Эти взаимоотношения заключаются в том, что деятельность одного вида доставляет пищу или убежище другому. Примеры комменсализма:

- рыбы-прилипалы на акулах или черепахах;

- поселение растений-эпифитов на коре деревьев;

- гамазовые клещи на различных насекомых;

- египетская цапля - крупный рогатый скот (питается насекомыми, которых вспугивает скот);

- мухи-шмелевидки в гнездах шмелей (поедают различный мусор); 3) нейтрализм - независимое существование видов, при котором виды не приносят друг другу ни вреда, ни пользы (0; 0); 4) аменсализм - взаимодействие видов, при котором один не получает ни вреда, ни пользы, а для другого это взаимоотношение отрицательно. Светолюбивые растения, растущие под елью, испытывают угнетение, а для ели это взаимоотношение безразлично (-; 0); 5) конкуренция - форма экологических взаимоотношений, отрицательно сказывающаяся на обоих взаимодействующих видах (-; -). Конкуренция возникает между видами за различные ресурсы (трофические, топические);

6) хищничество и паразитизм - одностороннее использование одним видом (хищник, паразит) другого (хозяин), при котором первый уничтожает или эксплуатирует другого (+; -). Хищничество и паразитизм относятся к

пищевым взаимоотношениям.